金屬設(shè)備材料環(huán)境結(jié)構(gòu)因素腐蝕原因分析

1金屬設(shè)備腐蝕分析學(xué)習(xí)重點(diǎn)：影響金屬腐蝕的因素石油化工設(shè)備的腐蝕特征學(xué)習(xí)難點(diǎn)：設(shè)備選材——耐腐蝕金屬材料的選擇影響金屬腐蝕的因素腐蝕變化內(nèi)因外因材料環(huán)境金屬腐蝕腐蝕原因腐蝕機(jī)理防腐措施2影響金屬腐蝕的因素

材料因素環(huán)境因素設(shè)備因素3影響金屬腐蝕的因素材料因素腐蝕是由金屬的陽極溶解反應(yīng)與介質(zhì)中去極劑的陰極還原反應(yīng)(即去極化作用)共同作用的結(jié)果。腐蝕的陰極、陽極反應(yīng)隨著金屬種類的不同會(huì)有變化。陽極反應(yīng)：不同金屬平衡電極電位不一樣。陰極反應(yīng)：同一去極劑在不同金屬電極材料，其交換電流密度不一樣。1.金屬材料化學(xué)性能的影響4影響金屬腐蝕的因素材料因素金屬平衡電位越正1.金屬材料化學(xué)性能的影響熱力學(xué)穩(wěn)定越高腐蝕傾向越小腐蝕發(fā)生是否明顯動(dòng)力學(xué)因素的影響鈦（-1.66)鋁(-1.63)5影響金屬腐蝕的因素材料因素合金：一種金屬元素和一種或幾種其它元素熔合后而組成的具有特殊特性的物質(zhì)。2.合金元素與雜質(zhì)銅合金鋁合金金屬化合物鐵碳合金6影響金屬腐蝕的因素材料因素合金元素：在煉金屬的時(shí)候?yàn)檫_(dá)到某幾種性能有目的地加入一定量一種或多種的金屬或非金屬元素，對某種性能有改善作用。提高金屬的熱力學(xué)穩(wěn)定性。加入平衡電位較高合金元素，使合金的平衡電位升高。2.合金元素與雜質(zhì)7影響金屬腐蝕的因素材料因素

合金元素對腐蝕反應(yīng)的影響，隨腐蝕環(huán)境而變，不存在一個(gè)普遍適用的法則。塔曼（Tammann)定律：合金元素加入量存在一個(gè)臨界值，達(dá)到該值，合金的腐蝕性急劇變化。2.合金元素與雜質(zhì)8影響金屬腐蝕的因素材料因素

電化學(xué)腐蝕反應(yīng)是從金屬的表面開始。金屬表面的粗糙度影響水分及塵粒的吸附，水與塵粒的吸附，促成腐蝕。3.材料的表面狀態(tài)均勻、光滑耐腐蝕性能好粗糙、劃傷局部腐蝕9影響金屬腐蝕的因素材料因素

應(yīng)力的產(chǎn)生：金屬在冷加工、焊接、裝配避免方法：設(shè)法減小或消除表面拉應(yīng)力在表面預(yù)加壓應(yīng)力(如噴丸處理)

4.內(nèi)應(yīng)力減小應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu),降低表面粗糙度,提高焊縫質(zhì)量(消除各種缺陷)10影響金屬腐蝕的因素材料因素

噴丸處理——噴丸強(qiáng)化將無數(shù)小圓形稱為鋼丸的介質(zhì)高速且連續(xù)噴射，捶打到零件表面，從而在表面產(chǎn)生一個(gè)殘余壓應(yīng)力層。抵消一部分抗應(yīng)力，減少零件疲勞，延長安全使用壽命。不足：厚度>2mm需完全受控，否則易變形4.內(nèi)應(yīng)力11影響金屬腐蝕的因素材料因素

目的：消除內(nèi)應(yīng)力、使成分均勻化原因:不適當(dāng)?shù)臒崽幚砘蚝附庸に?，可使奧氏體不銹鋼在敏化溫度區(qū)間停留或反復(fù)通過敏化區(qū)，增加對晶間腐蝕的敏感性。5.熱處理

晶間裂紋穿晶裂紋混合型裂紋

12影響金屬腐蝕的因素材料因素

電偶電池電偶腐蝕面積效應(yīng)對陽極腐蝕速率的影響絕緣6.電偶效應(yīng)13影響金屬腐蝕的因素

材料因素

環(huán)境因素設(shè)備因素14影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素去極劑對腐蝕的影響規(guī)律去極劑對腐蝕沒有影響區(qū)分鈍化區(qū)域鈍化是使金屬表面轉(zhuǎn)化為不易被氧化的狀態(tài)，而延緩金屬的腐蝕速度的方法。

151.去極劑種類與濃度影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素去極劑對腐蝕的影響規(guī)律16影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素去極劑對腐蝕的影響規(guī)律17影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素去極劑對腐蝕的影響規(guī)律詳見P28表2-118影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

2.溶液PH值一般在酸性溶液中的腐蝕速度隨pH值的增加而減?。恢行匀芤褐?，以氧去極化反應(yīng)為主，腐蝕速度不受pH值的影響；在堿性溶液中，金屬常有鈍化的情況發(fā)生，腐蝕速度下降；對于兩性金屬，在強(qiáng)堿性溶液中，腐蝕速度再次增加。19既能和酸反應(yīng),也能和堿反應(yīng)的金屬影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

3.溫度腐蝕速率與溫度的變化有直接的關(guān)系。溫度升高使鈍化變得困難甚至不能鈍化。溫度分布的不均勻，常對腐蝕反應(yīng)有極大影響。20影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

4.流速對于電化學(xué)腐蝕的陰極過程處于氧濃度極化控制時(shí)，溶液流速的影響是重要的。對于非鈍化體系，流速增加，極限擴(kuò)散電流密度增加，腐蝕速度增加。對于鈍化體系，當(dāng)v＜v臨時(shí)，其影響同非鈍化體系。當(dāng)v≥v臨，進(jìn)入鈍化區(qū)，腐蝕速度大大下降，且不隨流速的變化而變化。當(dāng)流速太大時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生新的腐蝕——磨蝕，使腐蝕速度再次增大。21影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

5.溶解鹽與陰、陽離子某些鹽類水解后，使溶液的pH值變化，強(qiáng)酸與弱堿鹽，溶液呈酸性，對氫去極化腐蝕起促進(jìn)作用。弱酸與強(qiáng)堿鹽，溶液呈堿性，將抑制鋼鐵的腐蝕。AlCl3NiS04NH4N03

Na3P04Na2CO3Na2Si03

22影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

5.溶解鹽與陰、陽離子鹵素的陰離子氧化劑加速腐蝕，破壞鈍化型金屬保護(hù)膜，發(fā)生局部腐蝕。F、Cl、Br、I、At氧化性鹽類，開始時(shí)，鹽濃度的增加則促進(jìn)腐蝕；但超過某個(gè)臨界濃度時(shí)，則能使某些金屬鈍化，從而抑制腐蝕。亞硝酸鈉重鉻酸鉀鉻酸鉀23影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

6.微生物和海水24影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)25影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)原油組成烴類非烴類氮化合物氧化合物硫化合物芳香烴環(huán)烷烴烷烴CnH2n-6（n≥6）CnH2n+2CnH2(n+1-g）

26影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)原油組份主成份雜質(zhì)氮N氧O硫S氫H碳C11%~14%83%~87%金屬元素27影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)密度粘度餾程凝點(diǎn)含蠟量瀝青質(zhì)膠質(zhì)28殘?zhí)恐邓趾}量閃點(diǎn)灰分機(jī)械雜質(zhì)原油性質(zhì)指標(biāo)影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)鹽含量硫含量酸值氮含量29影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)了解加工油品性質(zhì)判斷油品腐蝕性強(qiáng)弱設(shè)計(jì)選材生產(chǎn)摻混設(shè)備防腐基礎(chǔ)裝置設(shè)計(jì)與生產(chǎn)30影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氯化物原油含有不同程度的水、無機(jī)鹽、有機(jī)酸鹽、金屬有機(jī)化合物、泥砂及其它雜質(zhì)。溶于水的酸、堿、鹽等無機(jī)物，水洗法可除去。不溶于水的形成乳化液，懸浮在原油中，含有鹽——氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣。氯化鎂、氯化鈣易水解31影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氯化物氯化鎂和氯化鈣受熱水解反應(yīng)式：

MgCl2十2H20120℃Mg(OH)2+2HCl

CaCl2+2H20175℃Ca(OH)2+2HCl溶解率高32影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氯化物HCl遇水解與鋼鐵的反應(yīng)：2HCl·H20+FeFeCl2·H20+H2↑

2HCl+H20

2HCl·H20碳鋼產(chǎn)生點(diǎn)蝕33影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氯化物在低溫度時(shí)，F(xiàn)eCl2又可與原油中的H2S發(fā)生可逆反應(yīng)在沒有H20、HCl存在時(shí)，H2S可腐蝕鋼鐵在表面生成硫化鐵保護(hù)膜。如有HCl存在時(shí)，則可發(fā)生反應(yīng)，破壞FeS保護(hù)膜。

FeCl2+H2S→FeS+2HClFe+H2SFeS+H2FeS+2HClFeCl2+H2S34影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氯化物

由于油田油井的老化，為達(dá)保產(chǎn)增產(chǎn)的目的，采油企業(yè)采油時(shí)采取了加注助劑的方法，主要是加入四氯乙烯，或四氯化碳，這些物質(zhì)含有機(jī)氯較高，如潿洲原油去年以前氯含量為2.68μg·g-1，現(xiàn)在已變?yōu)?.55μg·g-1，甚至更高。這些原油加工時(shí)會(huì)對裝置會(huì)造成影響。35影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氯化物原油加工氯含量的變化：

原油中的氯化物分為無機(jī)和有機(jī)氯兩類，電脫鹽工藝無機(jī)氯脫除率在88.0-99.1%，有機(jī)氯含量幾乎不降低。150℃以下餾分油和350℃餾分油氯含量均較高。36影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氯化物氯含量（主要是有機(jī)氯）主要存在輕餾份的石腦油和煤油中，對裝置的影響主要是一次加工的塔頂系統(tǒng)，二次加工的加氫裝置，汽油、石腦油儲(chǔ)罐、下游化工裝置等。航煤加氫T301于2011年5月2日揮發(fā)線腐蝕穿孔，經(jīng)帶壓堵漏處理后勉強(qiáng)恢復(fù)生產(chǎn)，在6月底再次被迫停汽搶修更換。37加氫裂化新氫機(jī)（C102A/B/C）壓縮機(jī)腐蝕新氫機(jī)過濾網(wǎng)堵塞,連續(xù)運(yùn)行約2個(gè)月清一次機(jī)入口濾網(wǎng),黑色粉末，且各段入口均有。氣閥損壞故障：約一年更換一次氣閥,多次發(fā)生氣閥竄氣故障,機(jī)組的四段缸套裂開。影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氯化物383號(hào)柴油加氫新氫機(jī)氣閥處垢物分析情況采樣地點(diǎn)：入口過濾網(wǎng)分析結(jié)果：主要腐蝕產(chǎn)物是NH4Cl及FeCl2影響金屬腐蝕的因素氯化物7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)39產(chǎn)物來源：3號(hào)柴油加氫的新氫部分使用航煤加氫裝置的循環(huán)氫，由于航煤加氫原料中氯較多，因此該循環(huán)氫中含有H2S、HCl和水份，因此對航煤加氫至3號(hào)柴油加氫管線造成腐蝕，腐蝕垢物帶至3號(hào)柴加新氫機(jī)。影響金屬腐蝕的因素氯化物7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)40加氫裂化新氫機(jī)氣閥處垢物分析情況采樣地點(diǎn)：入口過濾網(wǎng)分析結(jié)果：主要腐蝕產(chǎn)物是可溶性鹽38.94%，硫化物54.4%，有機(jī)物約12%產(chǎn)物來源：加氫裂化裝置新氫來自系統(tǒng)，主要有重整氫、渣油加氫脫硫后富氫、苯抽提的尾氫、乙烯氫、石蠟加氫廢氫氣。影響金屬腐蝕的因素氯化物7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)41垢物分析結(jié)論：3號(hào)柴油加氫過濾器及氣閥處垢物來自航煤加氫的循環(huán)氫中的氯化氫和硫化氫對氫氣管路的腐蝕產(chǎn)物。加氫裂化裝置過濾器及氣閥處垢物來自系統(tǒng)氫氣管路的腐蝕產(chǎn)物，腐蝕介質(zhì)主要來源自石蠟加氫廢氫氣，但渣油加氫脫硫后廢氫因是采用溶劑脫硫法，因此也會(huì)給系統(tǒng)氫氣管網(wǎng)帶來氯化氣和硫化氫腐蝕所需的潮濕環(huán)境（飽合汽）。影響金屬腐蝕的因素氯化物7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)42加裂E103奧氏體不銹鋼管束腐蝕原因分析腐蝕類型：氯化物水溶液的點(diǎn)蝕產(chǎn)生該腐蝕類型的環(huán)境（殼程循環(huán)氫入口溫度79℃，出口溫度245℃）

影響金屬腐蝕的因素氯化物7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)43加裂E103奧氏體不銹鋼管束腐蝕原因分析氯的來源：來自原油中的氯酸鹽催化劑新氫（循環(huán)氫中的氯化物和游離水）加氫裂化每次檢修對E105檢查均發(fā)現(xiàn)存在氯化銨，說明反應(yīng)流出物中存在氯化物。2004年E105檢修，發(fā)現(xiàn)大量氯化銨，經(jīng)加氫催化劑泡水后的水溶液進(jìn)行分析，氯離子含量超過6000ppm。更換管束825材質(zhì)。影響金屬腐蝕的因素氯化物7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)44壓縮機(jī)風(fēng)險(xiǎn)分析及防范對策：氫氣管線腐蝕物對新氫機(jī)氣閥的影響

風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)：高

風(fēng)險(xiǎn)頻率：高防范對策：加強(qiáng)巡檢，按特護(hù)設(shè)備的要求進(jìn)行巡檢，對各段出口溫度嚴(yán)密監(jiān)測，溫差超2℃即要判斷氣閥是否已竄氣。氫氣進(jìn)裝置總管上加裝可切換過濾器，提高過濾精度。(3號(hào)柴油加氫已實(shí)施，效果明顯）影響金屬腐蝕的因素氯化物7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)45E103管束腐蝕機(jī)風(fēng)險(xiǎn)分析及防范對策：影響風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)：中風(fēng)險(xiǎn)頻率：中防范對策：做好操作監(jiān)盤，密切留意反應(yīng)系統(tǒng)和新氫系統(tǒng)的壓降、流量的變化（管束穿孔后循環(huán)氫會(huì)竄入反應(yīng)流出物）。管束材質(zhì)升級(jí)，由321升級(jí)至Incoloy825(NS1402)。加大循環(huán)氫脫硫量，降低循環(huán)氫系統(tǒng)汽液夾帶。加大新氫系統(tǒng)冷卻水量，降低新氫中的水含量。檢修時(shí)抓好高分、循環(huán)氫脫硫塔、循環(huán)氫壓縮機(jī)入口分液罐的破沫網(wǎng)安裝質(zhì)量，減少汽液夾帶（渣油加氫采用聚結(jié)器，脫水效果好）。影響金屬腐蝕的因素氯化物7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)46影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)硫化物原油中的總含硫量與腐蝕性能之間并無精確的關(guān)系，而與活性硫有關(guān)。中性硫化物活性硫化物單質(zhì)硫硫化氫硫醇硫醚噻吩對金屬有腐蝕作用47對金屬?zèng)]有直接腐蝕作用，高溫下可分解為活性硫化物影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)硫化物原油中硫化物類型比原油總含硫量更為重要。元素硫和硫化氫可互相轉(zhuǎn)化，硫化氫被空氣氧化可以生成單質(zhì)硫，單質(zhì)硫與原油中的烴類物反應(yīng)又可以生成硫化氫。硫化物的腐蝕作用與溫度有直接的關(guān)系。低溫部位的腐蝕以硫化氫為主，高溫部位腐蝕則以單質(zhì)硫?yàn)橹鳌Ｓ绊懡饘俑g的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)硫化物硫化物腐蝕與溫度的關(guān)系①t≤120℃，硫化物未分解，有水存在時(shí)，形成H2S-H20型腐蝕。②120℃<t≤240℃，原油中硫化物未分解，對設(shè)備無腐蝕。③240℃<t<340℃，硫化物開始分解，生成H2S，隨溫度的升高腐蝕加重。49影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)硫化物硫化物腐蝕與溫度的關(guān)系④340℃<t<400℃，H2S開始分解：

H2S→H2+SFe+S→FeSR—SH(硫醇)+Fe→FeS+不飽和烴⑤426℃<t<430℃，高溫硫?qū)υO(shè)備腐蝕最快。⑥t>480℃，硫化氫近于完全分解，腐蝕率下降。⑦t>500℃，不是硫化物腐蝕范圍，為高溫氧化。50影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)硫化物硫化合物的腐蝕作用程度二硫化物元素硫多硫化物硫醇硫化氫脂肪族硫化合物51影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氮化物原油中含氮量較低，低溫下穩(wěn)定，因此氮化合物在常減壓裝置中很少分解。二次加工裝置中，由于溫度較高，或者催化劑的作用，則分解成可揮發(fā)的氨和氰化物，造成二次加工裝置分餾塔頂及其冷凝冷卻系統(tǒng)的H2S—HCN—NH3—H20型的低溫電化學(xué)腐蝕和氫脆腐蝕。52影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)有機(jī)酸有機(jī)酸，主要是指環(huán)烷酸及少量的低分子脂肪酸。以原油酸值的大小來判斷環(huán)烷酸的含量。53C、H、O三種元素組成的化合物影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)有機(jī)酸環(huán)烷酸值：中和1g油樣的酸度所需的KOH的量。腐蝕顯著環(huán)烷酸值>?54影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)有機(jī)酸環(huán)烷酸腐蝕一般發(fā)生在204℃～371℃溫度范圍內(nèi)，通常為局部腐蝕。超過398℃時(shí)，環(huán)烷酸不是分解就是蒸餾成汽相。熱分解可能會(huì)形成輕質(zhì)有機(jī)酸或CO2，影響冷凝水的腐蝕性。環(huán)烷酸僅發(fā)生在液相場合。環(huán)烷酸腐蝕受流速影響，流速增加加速硫化物保護(hù)層的破壞，在汽液相系統(tǒng)中影響最明顯。55影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)有機(jī)酸環(huán)烷酸腐蝕在高流速部位特別顯著，如加熱爐出口、塔的進(jìn)料口附近都可能發(fā)生環(huán)烷酸腐蝕。在特別低的硫含量，甚至在低酸值下，環(huán)烷酸腐蝕可能更加嚴(yán)重。56保護(hù)性硫化物未形成影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)有機(jī)酸

常壓塔的常二線和進(jìn)料段間內(nèi)構(gòu)件坑蝕嚴(yán)重，降液板減薄、多處蝕穿，常三線及進(jìn)料段間小梁（材質(zhì)碳鋼），多處小梁垂直段僅有2mm左右，有一根小梁垂直段基本已蝕完。57影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)有機(jī)酸

減壓塔減三線和減四線的塔壁襯里焊縫腐蝕嚴(yán)重，升氣孔頂蓋已蝕穿，蝕穿處邊緣成紙狀。減壓塔減三線集油箱升氣孔頂板（材質(zhì)321）58酸值達(dá)1.8mg/g影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)有機(jī)酸溫度低于220度或溫度高于420℃、流速不超過25～30m／s宜選316L不銹鋼加熱爐管管線和熱交換器等可選用Cr5Mo低合金鋼塔體高溫部位可選用碳鋼+0Cr13或0Cr13Al鋼（SUS405）之類的鐵素體不銹鋼復(fù)合板塔內(nèi)件的材質(zhì)則可選用0Cr13鋼、12AlMoV鋼和滲鋁碳鋼等塔體材料也可選擇Cr18Ni10Ti鋼（SUS321換熱器的管子可選用Cr5Mo和滲鋁碳鋼。

管道宜使用Cr5Mo鋼，但轉(zhuǎn)油線彎頭等沖刷腐蝕嚴(yán)重的部位，可選用316L鋼。59選材防酸蝕措施影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氫60一次加工二次加工原油加工預(yù)處理和原油蒸餾方法。組分沸點(diǎn)的差異，從原油中提煉出直餾汽油、煤油、輕重柴油及各種潤滑油餾分等。將半成品分作為原料，進(jìn)行原油二次加工，如催化裂化、催化重整、加氫裂化等向后延伸的煉制過程，可提高石油產(chǎn)品的質(zhì)量和輕質(zhì)油收率。影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氫611.氫鼓泡氫損傷形式鋼在Ph值為4～4.3濕H2S環(huán)境的氫鼓泡圖影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氫621.氫鼓泡(HB)氫損傷形式H2S在水中發(fā)生離解：H2S=H++HS-

H++S2-陽極反應(yīng)：Fe→Fe2++2e二次過程：Fe2++S2-→FeS陰極反應(yīng)：2H++2e→2H2H（滲透）→H2↑陰極反應(yīng)出來活性很強(qiáng)的[H]，向鋼中滲透、擴(kuò)散進(jìn)入鋼材內(nèi)部，在非金屬夾雜物處(MnS)集聚并形成氫分子。隨著氫分子量數(shù)量的增加，其形成的壓力不斷增高，最后導(dǎo)致夾雜物尖端產(chǎn)生鼓泡。影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氫632.氫脆氫損傷形式氫本身引起鋼材脆化現(xiàn)象。氫原子滲人鋼材后，使鋼材晶粒結(jié)合力下降，而造成鋼材的延伸率和斷面收縮率下降或出現(xiàn)延遲破壞現(xiàn)象。若氫氣從鋼材中釋放出去，鋼材的機(jī)械性能仍可恢復(fù)。影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氫642.氫脆氫損傷形式陰極型氫脆斷損傷示意圖

影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氫653.表面脫碳?xì)鋼p傷形式鋼材與高溫氫接觸后，形成表面脫碳。表面脫碳不形成裂紋，強(qiáng)度及硬度下降，而延伸率增高。

加熱時(shí)由于氣體介質(zhì)和鋼鐵表層中碳的作用，使表層含碳量降低的現(xiàn)象。影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氫664.氫腐蝕(內(nèi)部脫碳)氫損傷形式高溫高壓下的氫滲入鋼材后和不穩(wěn)定碳化物形成甲烷。鋼中甲烷不易逸出，而使鋼材產(chǎn)生裂紋和鼓泡，并使強(qiáng)度和韌性顯著下降。

腐蝕反應(yīng)是不可逆的，是永久性脆化。影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氫675.氫致開裂(HIC)氫損傷形式金屬內(nèi)的不同平面上連接相鄰的氫鼓泡在內(nèi)部或在金屬表面上階梯狀的裂紋。氫致開裂不需外加應(yīng)力。影響金屬腐蝕的因素環(huán)境因素

7.石油化工生產(chǎn)中的主要腐蝕介質(zhì)氫686.應(yīng)力取向氫致開裂(SOHIC)氫損傷形式許多細(xì)小的氣泡堆積在一起，排成陣列，氫誘導(dǎo)裂紋平行于陣列方向。因高度集中的拉應(yīng)力作用，裂紋的方向是橫穿母材厚度的。SOHIC是HIC的一種特殊形式。影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素

69腐蝕是從繪圖板開始的2023/1/15應(yīng)力應(yīng)力腐蝕破裂(拉應(yīng)力)腐蝕疲勞(交變應(yīng)力)磨損腐蝕(剪切應(yīng)力)表面狀態(tài)與幾何形狀點(diǎn)蝕縫隙腐蝕濃差電池腐蝕異種金屬組合電偶腐蝕電位低的被腐蝕改變結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理沉積物排放CL-濃縮產(chǎn)生點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕材料表面特性和力學(xué)狀態(tài)影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素701.保溫、保冷和絕熱防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)煙囪的保溫絕熱露點(diǎn)腐蝕露點(diǎn)：工藝氣體在降溫過程達(dá)到相變點(diǎn)產(chǎn)生液態(tài)結(jié)露。煙氣中含有SO2。當(dāng)含硫煙氣處于脫硫工況時(shí)，在強(qiáng)制氧化環(huán)境作用下，煙氣中的SO2首先與水生成H2SO3及H2SO4，再與堿性吸收劑反應(yīng)生成硫酸鹽沉淀分離。在此階段，工藝環(huán)境溫度正好處于稀硫酸活化腐蝕溫度狀態(tài)，其腐蝕速度快，滲透能力強(qiáng)，故其中間產(chǎn)物H2SO3及H2SO4是導(dǎo)致設(shè)備腐蝕的主體。煙氣中所含NOX、吸收劑中的水及水中所含的氯離子對金屬基體也具有腐蝕能力。

影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素

711.保溫、保冷和絕熱防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好好煙囪的保溫絕熱(a)(b)影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素

721.保溫、保冷和絕熱防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好好煙囪的保溫絕熱影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素

731.保溫、保冷和絕熱防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好好殼體底部排液管(a)(b)影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素

741.保溫、保冷和絕熱防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好好殼體支架影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素

751.保溫、保冷和絕熱防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好好絕熱層護(hù)板和絕熱材料(a)(b)影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素3.塔體剛性圈防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好較好好76影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素4.減輕腐蝕的結(jié)構(gòu)防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好較好好在零件中相鄰兩壁之間應(yīng)該有足夠的空間77影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素5.漸縮管設(shè)計(jì)過渡區(qū)－－避免磨損腐蝕防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不利有利過渡區(qū)很小過渡區(qū)有利于液體流動(dòng)78高流速管道接頭影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素6.高速流體管道三通設(shè)計(jì)－－采用流線型過渡結(jié)構(gòu)防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好較好較好79不同斷面（壁厚）焊接－－減小焊縫處應(yīng)力影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素8.不同斷面的焊接防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)80不好好影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9.不同金屬間的焊接不要把與介質(zhì)接觸的器壁熔透－－避免組織變化－－防止晶間腐蝕、選擇性腐蝕81設(shè)計(jì)時(shí)可考慮在兩段管之間加入一段可更換的管,此管由較活潑的金屬制造。備件儲(chǔ)備考慮設(shè)置易損件,以便及時(shí)更換。（a）（b）影響金屬腐蝕的因素設(shè)備結(jié)構(gòu)因素防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10.異種金屬連接82氫腐蝕一氧化碳?xì)怏w腐蝕硫化氫及硫化物腐蝕氮腐蝕石油化工設(shè)備的腐蝕特征高溫、高壓下腐蝕性介質(zhì)對材質(zhì)及其性能的影響83石油化工設(shè)備的腐蝕特征氫的腐蝕第二階段氫與鋼材組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。壓力增加，F(xiàn)e3C分解成鐵和甲烷；溫度升高，加速脫碳反應(yīng)速率。氫造成鋼內(nèi)部脫碳和產(chǎn)生甲烷氣體，氣態(tài)甲烷導(dǎo)致內(nèi)部誘發(fā)微裂紋，甚至在鋼材表面產(chǎn)生鼓泡。84石油化工設(shè)備的腐蝕特征氫的腐蝕敏感性與溫度、氫分壓、合金材料有關(guān)；氫蝕發(fā)生的決定因素：環(huán)境溫度和氫分壓氫蝕反應(yīng)發(fā)生在鋼材表面時(shí)表現(xiàn)為表面脫碳，從而造成表面的硬度、強(qiáng)度下降。氫蝕反應(yīng)發(fā)生在鋼材內(nèi)部時(shí)表現(xiàn)為內(nèi)部脫碳和開裂。85石油化工設(shè)備的腐蝕特征氫的腐蝕鋼材抗氫蝕能力的影響因素86石油化工設(shè)備的腐蝕特征氫的腐蝕87石油化工設(shè)備的腐蝕特征氫的腐蝕88石油化工設(shè)備的腐蝕特征氫的腐蝕89石油化工設(shè)備的腐蝕特征一氧化碳?xì)怏w腐蝕在一般溫度和壓力下，CO體并不是一種腐蝕性氣體。當(dāng)壓力和溫度同時(shí)增大時(shí)，CO氣體變成腐蝕性氣體。與鐵化合形成揮發(fā)性物質(zhì)，使壁厚減薄。90石油化工設(shè)備的腐蝕特征一氧化碳?xì)怏w腐蝕腐蝕特點(diǎn)在某一壓力下，在某一溫度范圍內(nèi)，腐蝕速率達(dá)最大值，超出該范圍后，卻又不再腐蝕。CO氣體腐蝕的壓力與溫度范圍當(dāng)壓力升高，腐蝕溫度范圍擴(kuò)大，并向高溫側(cè)移動(dòng)。91石油化工設(shè)備的腐蝕特征一氧化碳?xì)怏w腐蝕H2和CO氣體同時(shí)存在的條件下，選材建議：Cr鋼：30%Cr-Ni鋼：Cr2.5%，Ni：25%錳青銅：5%2)Cr：13%與17%，鋼材耐CO的腐蝕性能稍差一些，但價(jià)格便宜，故常被采用。3)碳鋼和低合金鋼耐氫腐蝕性較差，要適當(dāng)避開腐蝕最劇烈的溫度范圍，否則不夠穩(wěn)定。鋼材腐蝕不受CO氣體的壓力和溫度的影響92石油化工設(shè)備的腐蝕特征硫化氫及硫化物腐蝕含硫化合物腐蝕類型93石油化工設(shè)備的腐蝕特征硫化氫及硫化物腐蝕硫化物的腐蝕特點(diǎn)餾份越重，含硫越高，但腐蝕性不一定越大；硫腐蝕與流速有關(guān)，超過30m/s腐蝕加??；和環(huán)烷酸一樣，在渦流高的地方保護(hù)性的硫化膜被沖刷，腐蝕加劇；易發(fā)生發(fā)生部位：氣液界面，閃蒸段，特別是轉(zhuǎn)油線、重沸器回流段、泵、管線產(chǎn)生渦流的地方。94石油化工設(shè)備的腐蝕特征硫化氫及硫化物腐蝕95石油化工設(shè)備的腐蝕特征硫化氫及硫化物腐蝕耐腐蝕用鋼碳鋼在H2S水溶液中生成的FeS，在溫度＜50℃時(shí)，生成的FeS疏松，沒有保護(hù)性；當(dāng)溫度在100－150℃，F(xiàn)eS具有一定的致密性，具有較好的保護(hù)性。含鉻5%以上合金鋼被高溫硫化氫腐蝕后，能在鋼材表面形成三層垢殼，外層是多層的硫化亞鐵，中間是致密的Cr2O3，內(nèi)層是致密比較穩(wěn)定的尖晶石型化合物FeCr2O4。高硫油選材導(dǎo)則推薦:<240℃碳鋼>240℃Cr5MoCr9MoCr1318-8滲鋁鋼96石油化工設(shè)備的腐蝕特征氮腐蝕高溫下從循環(huán)氣中分解出來的氮，擴(kuò)散到鋼材中形成又硬又脆的氮化物，導(dǎo)致氮化腐蝕，使鋼的沖擊韌度大大降低。能抗氮腐蝕的鋼材，也能耐氫腐蝕。采用奧氏體鉻鎳銅可耐氮的腐蝕。97腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件腐蝕失效類型1.點(diǎn)蝕2.氫腐蝕3.交變應(yīng)力作用下的腐蝕疲勞4.拉應(yīng)力下的腐蝕破裂5.縫隙腐蝕6.電偶腐蝕7.晶間腐蝕8.氫脆9.石墨化腐蝕全面腐蝕局部腐蝕均勻腐蝕98均勻腐蝕：設(shè)計(jì)時(shí)，要預(yù)先估計(jì)腐蝕速度，給壁厚增加一定的余量，選擇合適的耐腐蝕材料或防腐蝕涂料，盡量減少設(shè)備暴露在腐蝕環(huán)境中的面積，避免過分潮濕等。局部腐蝕：在某些局部發(fā)生的腐蝕，往往造成很深的腐蝕缺口而產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，因?yàn)椴灰装l(fā)現(xiàn)而造成嚴(yán)重的事故和損失。腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件腐蝕失效特征99均勻腐蝕與局部腐蝕的區(qū)別危害性：

均勻腐蝕：速率可測、破壞易防－－腐蝕裕量

局部腐蝕：局部腐蝕速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全面腐蝕、破壞無先兆、危害性大。

事故比例(日本十年化工機(jī)械破壞事例統(tǒng)計(jì))：

均勻腐蝕：8.5%

局部腐蝕：88%（應(yīng)力腐蝕45.6%，孔蝕21.6%，腐蝕疲勞8.5%，晶間腐蝕4.9%，高溫氧化4.9%,氫脆3.0%）腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件100孔蝕(點(diǎn)蝕、小孔腐蝕)：金屬表面的不均勻性，如存在劃痕、表面缺陷，夾雜等點(diǎn)蝕源。介質(zhì)中的鹵素族陰離子和氧化劑同時(shí)存在。鈍性金屬容易產(chǎn)生點(diǎn)蝕。腐蝕特征：腐蝕孔直徑很小，沿深度擴(kuò)展，直至穿孔，表面上呈麻點(diǎn)狀。局部腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件10118-8鋼在NaCl溶液中孔腐蝕過程示意圖孔蝕(點(diǎn)蝕、小孔腐蝕)腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件表面狀態(tài)102腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件孔蝕(點(diǎn)蝕、小孔腐蝕)避免方法：（1）從材料上考慮：如何降低有害雜質(zhì)的含量，加入適量的能提高抗孔蝕能力的合金元素。（2）從工藝介質(zhì)上考慮：設(shè)法降低介質(zhì)中的尤其是鹵素離子的濃度；（3）從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮：消除死區(qū)，防止溶液中有害物質(zhì)的濃縮；（4）采用陰極保護(hù)103縫隙腐蝕：在零件表面很小的間隙或裂縫處產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象。局部腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件104碳鋼在海水中縫隙腐蝕過程示意圖縫隙腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件105幾何因素縫隙腐蝕局部腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件一般縫隙為0.025~0.1mm工程結(jié)構(gòu)：鉚接板的結(jié)合面、螺紋連接、螺母壓緊板、法蘭墊片結(jié)合面、設(shè)備底板與基礎(chǔ)的接觸面等等。泥沙、污垢、灰塵等沉積在金屬表面上，無形中亦形成了縫隙。避免方法要求零件表面光滑，無裂縫，焊縫根部無裂縫。106法蘭墊片處的縫隙腐蝕縫隙腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件107有些是設(shè)計(jì)不合理造成的，有些從設(shè)計(jì)上難以避免。非連續(xù)焊接造成縫隙縫隙腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件108振動(dòng)裂紋腐蝕：在有切口或應(yīng)力集中的表面，再加振動(dòng)的作用，在腐蝕條件下會(huì)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。避免方法：先分析振動(dòng)產(chǎn)生的原因，并設(shè)法消除。在結(jié)構(gòu)上消除切口和應(yīng)力集中源或?qū)⒂袘?yīng)力集中的表面用噴丸、液壓等方法強(qiáng)化。局部腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件109應(yīng)力裂紋腐蝕：在拉應(yīng)力作用下，機(jī)械零件的應(yīng)力集中部位產(chǎn)生腐蝕。

避免方法：設(shè)法減小或消除表面拉應(yīng)力，在表面預(yù)加壓應(yīng)力(如噴丸處理)。此外，采用各種減小應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)，降低表面粗糙度，提高焊縫質(zhì)量(消除各種缺陷)等，都可以減輕零件的腐蝕。局部腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件110局部腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件：腐蝕性流體、相對運(yùn)動(dòng)速度較高、流體中含固體顆粒等。與磨損的區(qū)別：磨損腐蝕過程金屬仍以金屬離子形式溶入溶液，而磨損是以粉末形式脫落。舉例：離心泵葉輪、攪拌器、閥門、彎頭、換熱器入口管等。形式分類：湍流腐蝕、空泡腐蝕(汽蝕)、微振腐蝕等。石化裝置常見前兩種。磨損腐蝕111湍流腐蝕破壞形態(tài)示意圖湍流腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件112

空泡腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件空泡腐蝕（汽蝕）：汽泡在崩潰時(shí)產(chǎn)生的沖擊波對金屬表面起強(qiáng)烈的錘擊作用，不僅能破壞表面膜，甚至可使膜下金屬的晶粒產(chǎn)生龜裂和剝落。113力學(xué)因素異種金屬腐蝕：相互接觸的兩種金屬之間有一定的電化學(xué)勢差，由于介質(zhì)的作用形成局部電解，引起腐蝕。

避免方法：合理選用材料采用電化學(xué)勢差較小的金屬組合把兩種金屬隔離等。局部腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件異種金屬組合因素114異種材料組合-----接觸部位局部腐蝕：電位較低的金屬，溶解速度電位較高的金屬，溶解速度電偶腐蝕、接觸腐蝕、雙金屬腐蝕－－兩種不同電極構(gòu)成的宏觀腐蝕電池異種金屬腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件電偶電池115法蘭連接的正確絕緣防止電偶腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件116石墨化腐蝕：鑄鐵中含有網(wǎng)狀石墨，發(fā)生腐蝕時(shí)石墨為腐蝕電池陰極，鐵素體組織為陽極。鐵發(fā)生選擇性溶解，留下石墨殘?bào)w骨架。從外形看并無多大的改變，但機(jī)械強(qiáng)度嚴(yán)重下降，極易破損?；诣T鐵構(gòu)件、管道在水中和土壤中極易發(fā)生這種腐蝕破壞。局部腐蝕腐蝕失效類型的特征及產(chǎn)生條件117耐腐蝕金屬材料

一、提高金屬材料耐腐蝕性的合金化原則金屬鈍化：Zn、Ti、Nb、Al、Cr、Ni、Co等

提高合金耐蝕性的主要措施：（一）降低合金中陽極相的活性1．提高合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性，如Cu中加Au，Ni中加Cu，鋼（或Cr鋼中）加入Ni等1182．減少陽極區(qū)的面積:腐蝕過程中，如果合金的基體為陰極，強(qiáng)化相為陽極,則減小陽極區(qū)面積可提高合金耐蝕性。（難操作）3．促進(jìn)鈍化，鐵和鎳中加入鉻4．對于能夠鈍化的腐蝕體系，如在Cr-Ni不銹鋼中加入Pt、Pd、Ag、Au耐腐蝕金屬材料

119常見耐腐蝕金屬材料（一）碳鋼和鑄鐵1．碳鋼和普通鑄鐵耐腐蝕性差，但在堿及堿性的溶液、濃硫酸、濃硝酸、濃氫氟酸中，由于表面形成穩(wěn)定性膜，耐蝕性較好。2．耐蝕鑄鐵。含硅量在1.4-1.8％含磷量在0.5-1.1％，耐濃酸120常見耐腐蝕金屬材料（二）耐蝕低合金鋼1．耐大氣腐蝕低合金鋼。含銅、磷、鉻等如15Mn5Cu、09MnCuPTi等2．耐海水腐蝕低合金鋼。含有Cr、Ni、Al、P、Si、Cu等，如10CrMoAl、12Cr2MoAlPt3．耐硫化氫腐蝕低合金鋼。主要的合金元素有鉬、鈮、鈦、釩等強(qiáng)碳化合物形成元素和稀土元素，如12MoAlV、15Al3MoWTi等121常見耐腐蝕金屬材料4．耐高溫高壓氫、氮的腐蝕低合金鋼。主要合金元素有鉻、鉬、W、V、Nb、Ti等強(qiáng)碳化合物形成元素，如10MoWVNb、10MoWVNbTi等。（三）不銹鋼分類：奧氏體不銹鋼，鐵素體不銹鋼，馬氏體不銹鋼，其中奧氏體不銹鋼應(yīng)用最廣泛1221．奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼的含Cr量在18％以上，鎳含量在8％以上，通常稱為18-8不銹鋼常溫下這種鋼耐稀硝酸、冷磷酸、有機(jī)酸，堿和鹽溶液的腐蝕，但耐硫酸和鹽酸腐蝕性較差，加入Ti、Nb、Cu、Mo和Si則可改善其耐硫酸腐蝕性能，加入Nb和Ti還可提高抗晶間腐蝕能力常見耐腐蝕金屬材料1232.